Ответики Минетики для Иванова. Длина регенерационного участка
 Скачать 28.55 Kb.
|
|
Длина регенерационного участка Участок регенерации ВОЛС — это вся часть линии, в которой передача сигнала производится исключительно в виде оптического излучения. На этом участке отсутствует какое-либо оборудование, преобразующее оптический сигнал в электрический. И само преобразование, разумеется, тоже отсутствует. Грубо говоря, участок регенерации — это всё, что располагается между оконечным оборудованием, между оптическими кроссами. Длина регенерационного участка зависит от тех требований, которые предъявлены к параметрам передаваемого сигнала. Например, чем длиннее этот участок, тем больше потерь будет в волокне такой линии, тем более мощное активное оборудование необходимо использовать для организации канала связи. Также с увеличением длины регенерационного участка возрастает величина дисперсии, поэтому она должна учитываться при проектировании ВОЛС, которая будет работать с системами спектрального уплотнения. Коэффициент затухания Затухание в ОВ - это мера ослабления оптической мощности, распространяемой вдоль ОВ между двумя его поперечными сечениями на данной длине волны. Затухание в ОВ выражается в децибеллах [дБ]. Коэффициент затухания ОВ - это величина затухания на единице длины волокна, выражается в дБ/км. Коэффициент затухания ОВ обуславливается собственными потерями волокна Дисперсия в волокне Дисперсия – это рассеяние во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала, которое приводит к увеличению длительности импульса оптического излучения при распространении его по ОВ  Дисперсия не только ограничивает частотный диапазон ОВ, но существенно снижает дальность передачи сигналов, так как чем длиннее линия, тем больше увеличение длительности импульсов. Она в общем случае определяется тремя основными факторами: различием скоростей распространения направляемых мод, направляющими свойствами оптического волокна и параметрами материала, из которого оно изготовлено. В связи с этим основными причинами возникновения дисперсии являются, с одной стороны, большое число мод в ОВ (модовая или межмодовая дисперсия), а с другой стороны – некогерентность источников излучения, реально работающих в спектре длин волн (Δλ) (хроматическая дисперсия). Модовая дисперсия преобладает в многомодовых ОВ и обусловлена отличием времени прохождения мод по ОВ от его входа до выхода. Механизм появления хроматической дисперсии удобно описать с помощью преобразований Фурье. Хромотическая дисперсия в одномодовом ОК Данная дисперсия вызвана наличием спектра частот у источника излучения, характером диаграммы направленности и его некогерентностью. Хроматическая дисперсия, в свою очередь, делится на материальную, волноводную и профильную (для реальных волокон). Материальная дисперсия, или дисперсия материала, зависит (для прозрачного материала) от частоты w (или длины волны l) и материала ОВ, в качестве которого, как правило, используется кварцевое стекло. Дисперсия определяется электромагнитным взаимодействием волны со связанными электронами материала среды, которое носит, как правило, нелинейный (резонансный) характер и только вдали от резонансов может быть описано с приемлемой точностью, например, уравнением Селлмейера [5] Волноводная (внутримодовая) дисперсия обусловлена процессами внутри моды. Она характеризуется направляющими свойствами сердцевины ОВ, а именно: зависимостью групповой скорости моды от длины волны оптического излучения, что приводит к различию скоростей распространения частотных составляющих излучаемого спектра. Поэтому внутримодовая дисперсия, в первую очередь, определяется профилем показателя преломления ОВ и пропорциональна ширине спектра излучения источника Профильная дисперсияДанный вид дисперсии проявляется в реальных оптических волокнах, которые могут быть регулярными (например, с регулярной, геликоидальной структурой), нерегулярными (например, нерегулярное изменение границы раздела ППП), неоднородными (например, наличие инородных частиц) [11]. К основным причинам возникновения профильной дисперсии относятся поперечные и продольные малые отклонения (флуктуация) геометрических размеров и формы волокна, например: небольшой эллиптичности поперечного сечения волокна; изменение границы профиля показателя преломления (ППП); осевые и внеосевые провалы ППП, вызванные особенностями технологии изготовления ОВ. Одномодовые и многомодовые ОВ Одномодовые волокна – это оптические волокна с диаметром сердцевины меньшим, чем передаваемая длина волны. За счёт чего в рамках волокна передаётся одна световая мода. Диаметр оболочки у одномодовых волокон зачастую составляет 125 мкм, диаметр сердцевины 9 мкм. Современные SMF волокна прозрачны во всех 5 окнах прозрачности, но первое (850 нм) как правило, не используется. В одномодовых волокнах существует явление хроматической дисперсии. Наибольшее влияние оно оказывает на высокоскоростные сигналы от 10 Гбит/с и выше. Суть этого явления заключается в уширении импульса сигнала в процессе прохождения волокна, то есть чем больше расстояние передачи, тем сильнее исказиться сигнал. Данное явление может привести к «не читаемости» светового импульса при одиночной передачи или к наложению сигналов. Накладываются сигналы друг на друга в рамках системы спектрального уплотнения. Обе ситуации приводят к возникновению ошибок передачи данных Многомодовые волокна – это оптические волокна с диаметром сердцевины, большим чем передаваемая длина волны, что приводит к распространению по световоду нескольких оптических мод. Из-за многомодового режима в данном типе волокон наблюдается явление межмодовой дисперсии, которое значительно снижает безретранслиционную дальность распространения сигналов. Диаметр оболочки у данного типа волокон может быть, как 250 мкм, так и 125 мкм, последнее на сегодняшний день является более распространённым. Диаметр сердцевины составляет 62,5 мкм для категории ОМ1 и 50 мкм для категорий ОМ2-ОМ5. Дисперсия многомодовых волокон Многомодовые оптические волокна имеют такое соотношение диаметров оболочки и сердцевины, которое позволяет передавать одновременно несколько сотен разрешенных световых мод, вводимых в волокно под разными углами в рамках числовой апертуры волокна. Все разрешенные моды имеют разные траектории распространения и, соответственно, различное время распространения по световоду. Главный недостаток многомодовых волокон - большая величина модовой дисперсия. Ограничивающая как полосу пропускания, так и дальность работы цифровой системы передачи. Однако, многомодовые оптические волокна активно применяются в коротких ВОЛС, что объясняется дешевизной производства как волокна, так и источников излучения. |